Une voie de biosynthèse, ou voie de biosynthèse, est une description des étapes des réactions chimiques qui se produisent lorsqu’un organisme vivant crée une nouvelle molécule complexe à partir de précurseurs plus simples et plus petits. Le mot « biosynthèse » vient de deux mots racines : « bio », qui indique que la réaction a lieu au sein d’un organisme vivant plutôt qu’au sein d’un laboratoire ; et « synthèse », qui indique que des matériaux de départ simples sont combinés pour former des produits plus gros. Une voie de biosynthèse est un résumé de ces réactions chimiques, décomposées à chaque étape. Pour décrire complètement une voie, des informations supplémentaires pertinentes sont souvent incluses, telles que les enzymes, les coenzymes et les cofacteurs utilisés dans chaque réaction.
Toutes les molécules utilisées par un organisme vivant n’ont pas besoin d’être directement synthétisées par l’organisme lui-même. Souvent, ces molécules nécessaires sont plutôt obtenues à partir de l’environnement. Les humains, par exemple, sont incapables de synthétiser des acides aminés essentiels tels que la lysine ; ces nutriments proviennent plutôt d’aliments riches en protéines tels que les haricots et les noix. Les cellules ne synthétisent généralement que les molécules qui sont soit rares, soit difficiles à obtenir de leur environnement.
Une voie de biosynthèse commence souvent par une molécule précurseur facilement disponible qui est similaire au produit. La cellule combine ensuite ce précurseur avec d’autres petites molécules, modifiant chimiquement le produit en cours de route. A chaque étape, le substrat ressemblera progressivement au produit final. Une voie de biosynthèse en plusieurs étapes peut comporter des dizaines d’étapes, subissant une modification constante par les enzymes jusqu’à ce que le composé final soit formé.
L’étude de la biosynthèse peut fournir de nombreuses informations pratiques sur les remèdes aux maladies humaines. Comprendre la chimie du corps humain aide clairement lorsqu’une maladie résulte d’un dysfonctionnement de la biosynthèse. Parfois, cependant, l’étude des voies de biosynthèse d’autres organismes peut également révéler des indices précieux pour le développement de nouveaux médicaments.
De nombreux chercheurs se sont tournés vers l’étude de la biosynthèse des plantes, notamment en ce qui concerne les produits naturels. Les extraits de certaines plantes peuvent avoir des effets pharmacologiques puissants qui peuvent être utilisés pour créer de nouveaux médicaments puissants. Par exemple, la digitale, un composé actif extrait de la digitale commune, a été utilisée pour traiter les maladies cardiaques. En acquérant une compréhension de la voie de biosynthèse d’un produit naturel, les chimistes peuvent mieux comprendre comment le médicament est synthétisé et potentiellement imiter sa synthèse en laboratoire. En fin de compte, les biologistes aimeraient pouvoir cloner ces gènes pour produire des organismes transgéniques, qui seraient conçus pour produire des produits naturels plus concentrés et plus purs à une fraction du prix.
Des voies de biosynthèse ont été élucidées pour de nombreuses molécules courantes telles que les acides gras, les acides aminés et les nucléotides. De nombreuses voies restent cependant à découvrir. Peut-être que les médicaments du futur trouveront leurs origines dans les voies de biosynthèse qui font l’objet de recherches aujourd’hui.